2018 Fiscal Year Research-status Report
異種ドメイン連結型バイオコンジュゲーションによる細胞表層機能材料の開発
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18K04855
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
若林 里衣 九州大学, 工学研究院, 助教 (60595148)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ペプチド / 自己組織化 / ドメイン / 細胞表層機能材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、自己組織化によりドメイン構造を形成する両親媒性ペプチド (PA) を設計することにより、複数種類の生体分子を一つの構造体上に局在集積させる「集積化バイオコンジュゲーション技術」の確立を目指している。自己組織化由来の動的性質とドメイン構造という生体膜構造との類似性を活用することで、細胞表層で機能する材料を開発することを最終目標とした。ドメイン構造は、PAの疎水部に非相溶性を導入することで達成されることを期待した。また、複数種類の生体分子の集積化には、互いに直交した反応ペアを用いることで、互いに影響を与えることなく集積化が可能になると考えた。
平成30年度は、生体分子集積化の足場となるPAのドメイン構造形成に関して、主に共焦点蛍光顕微鏡を用いた直接観察により評価を行った。互いに非相溶な疎水部を持つ二種類のPAを用い、各PAの自己組織化挙動に対する温度の影響を検証した。疎水部の違いにより、自己組織体の成長温度が異なることが示された。さらに二種類のPAを混合した際に、調製時の温度条件に応じて共集合挙動、すなわち形成されるドメイン構造に変化が生じることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成30年度は初年度であったため、本研究で最も重要である、生体分子集積化の足場となるPA構造体の構造制御に注力して研究を行った。PAの基本設計は研究代表者の過去の研究において最適化したものを用いた。
具体的には、PA疎水部にハイドロカーボン系アルキル基とフルオロカーボン系アルキル基を有する二種類のPAを用いた。直接観察のため、それぞれにフルオレセインとローダミン色素を導入した。自己組織化および共集合構造の形成メカニズムの評価を行うため、形成時の温度条件を種々変化させた際の単独のPA、混合PAの自己組織化挙動を調査した。結果、二種類のPAで、自己組織化が生じる温度が異なることが明らかとなり、フルオロカーボン系アルキル基を持つPAは、より高温度条件で成長することが示された。この自己組織化温度の違いを利用して、共集合形成には温度と時間の二要素が重要であることを示唆する結果を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度に、ドメイン構造を持つPA構造体形成の形成メカニズムの検討が出来た。平成31年度以降は、生体分子の集積化に向け、まず各PAに直交性の反応基ペアを導入する。具体的には、共有結合性のHuisgen環化付加反応、あるいは非共有結合性のavidin-biotin相互作用の利用を予定している。生体分子には、まず蛍光顕微鏡で評価が可能な蛍光タンパク質（EGFP、dsRed等）を用いる。これにより概念実証が可能となった後、細胞表層機能材料の創製へ向け、細胞接着性タンパク質等の生体分子の集積化を試みる予定である。
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| Causes of Carryover |
当該年度の研究は、PA材料作製に係る消耗品の購入や研究成果発表の旅費等、予算の範囲内で計画に沿って実行することができた。生体分子の作製を行わなかったため、それに関連した消耗品の支出が不要となった。次年度以降、材料の作製や分析に有効活用するため、次年度使用額とした。研究費は、主にPA合成、タンパク質合成用の材料費、分析用の各種試薬・消耗品、研究成果発表のための旅費等に充てる。
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